(57)【要約】【課題】  ディフェクト通過中の光スポットの移動を防止し、ディフェクト通過後の追従特性を改善する光ディスク装置を提供する。【解決手段】  アクチュエータ駆動信号からヘッド位置信号に至るまでの伝達特性の状態を推定する。ディフェクト検出開始時点から所定時間まで遡った期間におけるアクチュエータ駆動信号と伝達特性の推定状態を記憶手段に記憶する。記憶した伝達特性の推定状態信号とアクチュエータ駆動信号とから、ディフェクト検出開始時点の伝達特性の状態を推定する。このディフェクト検出開始時点の伝達特性の推定状態に基づいて、この推定状態を０に到達させるフィードフォワード信号を生成する。そして、ディフェクトが検出されていない場合は制御フィルタ出力によりアクチュエータを駆動し、ディフェクトが検出されている場合はフィードフォワード信号によりアクチュエータを駆動する。【選択図】        図３
2006004532.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ディスクに情報を記録再生するヘッドと、前記ヘッドを移動させるアクチュエータと、前記ヘッドの位置を検出する位置検出手段と、前記ヘッドの位置に応じて制御信号を生成する制御手段と、駆動信号に応じて前記アクチュエータを駆動する駆動回路と、前記光ディスクの表面に存在する汚れや傷などのディフェクトを検出するディフェクト検出手段とを有する光ディスク装置において、
前記駆動信号から前記ヘッドの位置信号までの伝達特性の状態を推定する状態推定手段と、
ディフェクト検出開始時点から所定時間まで遡った期間における前記駆動信号と前記状態推定手段が推定した伝達特性の推定状態信号とを記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶した前記駆動信号と前記伝達特性の推定状態信号とに基づいてディフェクト検出開始時点の前記伝達特性の状態を推定する手段と、
このディフェクト検出開始時点の推定状態に基づいて前記アクチュエータを駆動するフィードフォワード信号を生成するフィードフォワード信号生成手段と、
前記ディフェクト検出手段によりディフェクトが検出されていない期間は前記制御信号を前記駆動信号として選択し、前記ディフェクト検出手段によりディフェクトが検出されている期間は前記フィードフォワード信号を前記駆動信号として選択する信号選択手段と
を有することを特徴とする光ディスク装置。
【請求項２】
光ディスクに情報を記録再生するヘッドと、前記ヘッドを移動させるアクチュエータと、前記ヘッドの位置を検出する位置検出手段と、前記ヘッドの位置に応じて制御信号を生成する制御手段と、駆動信号に応じて前記アクチュエータを駆動する駆動回路と、前記光ディスクの表面に存在する汚れや傷などのディフェクトを検出するディフェクト検出手段とを有する光ディスク装置において、
前記駆動信号から前記ヘッドの位置信号までの伝達特性の状態を推定する状態推定手段と、
ディフェクト検出開始時点から所定時間まで遡った期間における前記駆動信号と前記状態推定手段が推定した伝達特性の推定状態信号とを記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶した前記駆動信号と前記伝達特性の推定状態信号とに基づいて前記アクチュエータを駆動するフィードフォワード信号を生成するフィードフォワード信号生成手段と、
前記ディフェクト検出手段によりディフェクトが検出されていない期間は前記制御信号を前記駆動信号として選択し、前記ディフェクト検出手段によりディフェクトが検出されている期間は前記フィードフォワード信号を前記駆動信号として選択する信号選択手段と
を有することを特徴とする光ディスク装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の光ディスク装置において、
前記所定時間は、前記駆動信号と前記伝達特性の推定状態信号とがディフェクトの影響を受けていない時点からディフェクト検出開始時点までの時間以上であるように設定されることを特徴とする光ディスク装置。
【請求項４】
請求項１または２記載の光ディスク装置において、
前記記憶手段は、所定順にシフトさせながら前記駆動信号と前記伝達特性の推定状態信号とを順次記憶する所定数のレジスタを備え、前記所定数は、前記駆動信号と前記伝達特性の推定状態信号とがディフェクトの影響を受けていない時点から記憶可能な数を含むことを特徴とする光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
光ディスクを媒体として情報の記録・再生・消去を行う光ディスク装置に関するものであり、より詳しくは、光ディスク表面に存在する汚れや傷などのディフェクトの影響を低減する制御方式を備えた光ディスク装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光ディスクを媒体として情報の記録・再生・消去を行う光ディスク装置では、ディスクからの反射光に基づいて光スポットのトラックに対する幅方向のずれを示すトラッキング誤差信号と光スポットのディスク記録面に対するフォーカス方向のずれを示すフォーカス誤差信号とが検出され、それぞれの誤差信号に応じて生成されたトラッキングおよびフォーカス制御信号によりトラッキングおよびフォーカスアクチュエータが制御されている。
【０００３】
光ディスク表面に汚れや傷などのディフェクトが存在し、そのディフェクト上を光スポットが通過する場合、ディフェクトの影響により反射光が変質してしまい、誤ったトラッキングおよびフォーカス誤差信号が生成される。ディフェクト通過中はこの誤った誤差信号に基づいてトラッキングおよびフォーカスアクチュエータが駆動されるため、光スポットが追従位置から移動してしまい、ディフェクト通過後に追従性能が大きく劣化するという問題が生じていた。ここで、追従性能の劣化は、光ディスク装置の記録・再生・消去性能の劣化に関係する。
【０００４】
この問題を改善するために従来の技術では、ディフェクト検出開始時点から所定時間まで遡った期間における制御信号の高周波成分（外乱パルス）に基づき、外乱パルスと同じ力積で極性を反転させた第１および第２の補正パルスと、外乱パルスと同じ力積で極性も同じ第３の補正パルスとを生成し、ディフェクト検出時には通常のトラッキング制御信号に代えてこれらの補正パルスを用いていた（例えば、特許文献１参照）。また、別の従来の技術では、ディフェクト検出開始時点から所定時間前までのトラッキング制御信号とは逆極性の信号とトラッキングアクチュエータの過渡特性を補正するブレーキ信号とを生成し、ディフェクト検出時には通常のトラッキング制御信号に代えてこれらの逆極性信号とブレーキ信号を用いていた（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２４３６４１号公報（第１１頁、第３図）
【０００６】
【特許文献２】特開２００３−１６２８３４号公報（第７頁、第３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一般的なディフェクト検出の方法では、ディスクからの反射光が所定値と比較され、反射光が所定値以下となった場合にディフェクト有りと検出される。このため、図１のディフェクト検出タイミングに示すように、ディスクからの反射光であるＲＦ信号が所定値を下回るまではディフェクト検出が不可能であり、真のディフェクトに対してディフェクト検出にタイムラグが生じる問題がある。ディフェクト補償はディフェクト信号に同期して実施されるため、タイムラグ中は誤った誤差信号に基づく追従制御が実施されることになる。このとき、実際には追従誤差を生じていないのに誤差が生じているように誤差信号が見えるため、追従制御系はその偽の誤差を低減するような補償を行ってしまう。そのため、タイムラグ中は追従制御系が誤差を生じる原因となる。追従制御系の追従性能が高いほど、タイムラグ中はその性能が逆に働くことになり、より大きな誤差を発生させることになる。
【０００８】
これより、安定で確実なディフェクト補償を実現するためには、タイムラグ中に追従制御系が原因で生じた誤差の低減が必要とされる。このディフェクト補償の難しさは、ディフェクト信号によりディフェクトに突入したことに気がついた時点で既に誤差が生じていること（タイムラグ中の追従制御系による誤差）、その誤差がどの程度なのかを把握できないこと（誤差信号が誤った値に変質しているため）にある。また、ディフェクト補償は、誤差信号が誤った値に変質しているため、これに基づいたフィードバック補償は行えず、フィードフォワード補償で行わなければならない。
【０００９】
理想的なディフェクト補償としては、ディフェクト検出開始時点における位置、速度などの制御対象の状態を把握し、その状態を全て０にするようにフィードフォワード補償を行うことが考えられる。しかしながら、特許文献１および２に記載の従来の技術では、ディフェクト検出開始時点における制御対象の状態を把握せずに補償信号を生成しているため、タイムラグ中に追従制御系が原因で生じた誤差を０にできる保証がなく、追従性能が劣化する場合が考えられる。
【００１０】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、ディフェクトの検出遅れにより生じる光スポットの移動を防止し、ディフェクト通過後の追従特性を改善することが可能な技術を提供することにある。
【００１１】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
【００１３】
本発明に係る請求項１記載の光ディスク装置は、光ディスクに情報を記録再生するヘッドと、前記ヘッドを移動させるアクチュエータと、前記ヘッドの位置を検出する位置検出手段と、前記ヘッドの位置に応じて制御信号を生成する制御手段と、駆動信号に応じて前記アクチュエータを駆動する駆動回路と、前記光ディスクの表面に存在する汚れや傷などのディフェクトを検出するディフェクト検出手段とを有し、前記駆動信号から前記ヘッドの位置信号までの伝達特性の状態を推定する状態推定手段と、ディフェクト検出開始時点から所定時間まで遡った期間における前記駆動信号と前記伝達特性の推定状態信号とを記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶した前記駆動信号と前記伝達特性の推定状態信号とに基づいてディフェクト検出開始時点の前記伝達特性の状態を推定する手段と、このディフェクト検出開始時点の推定状態に基づいて前記アクチュエータを駆動するフィードフォワード信号を生成するフィードフォワード信号生成手段と、前記ディフェクト検出手段によりディフェクトが検出されていない期間は前記制御信号を前記駆動信号として選択し、前記ディフェクト検出手段によりディフェクトが検出されている期間は前記フィードフォワード信号を前記駆動信号として選択する信号選択手段とを有している。
【００１４】
また、請求項２記載の光ディスク装置は、光ディスクに情報を記録再生するヘッドと、前記ヘッドを移動させるアクチュエータと、前記ヘッドの位置を検出する位置検出手段と、前記ヘッドの位置に応じて制御信号を生成する制御手段と、駆動信号に応じて前記アクチュエータを駆動する駆動回路と、前記光ディスクの表面に存在する汚れや傷などのディフェクトを検出するディフェクト検出手段とを有し、前記駆動信号から前記ヘッドの位置信号までの伝達特性の状態を推定する状態推定手段と、ディフェクト検出開始時点から所定時間まで遡った期間における前記駆動信号と前記伝達特性の推定状態信号とを記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶した前記駆動信号と前記伝達特性の推定状態信号とに基づいて前記アクチュエータを駆動するフィードフォワード信号を生成するフィードフォワード信号生成手段と、前記ディフェクト検出手段によりディフェクトが検出されていない期間は前記制御信号を前記駆動信号として選択し、前記ディフェクト検出手段によりディフェクトが検出されている期間は前記フィードフォワード信号を前記駆動信号として選択する信号選択手段とを有している。
【００１５】
また、請求項３の発明は、請求項１または２記載の光ディスク装置であって、前記所定時間は、前記駆動信号と前記伝達特性の推定状態信号とがディフェクトの影響を受けていない時点からディフェクト検出開始時点までの時間以上であるように設定される。
【００１６】
また、請求項４の発明は、請求項１または２記載の光ディスク装置であって、前記記憶手段は、所定順にシフトさせながら前記駆動信号と前記伝達特性の推定状態信号とを順次記憶する所定数のレジスタを備え、前記所定数は、前記駆動信号と前記伝達特性の推定状態信号とがディフェクトの影響を受けていない時点から記憶可能な数を含む。
【発明の効果】
【００１７】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。
【００１８】
本発明によれば、駆動信号からヘッド位置信号に至るまでの伝達特性の状態を推定する。ディフェクト検出開始時点から所定時間まで遡った期間における駆動信号と伝達特性の推定状態を記憶手段に記憶する。この所定時間は、駆動信号と伝達特性の推定状態信号とがディフェクトの影響を受けていない時点からディフェクト検出開始時点までの時間以上であるように設定する。記憶した伝達特性の推定状態信号と駆動信号とから、ディフェクト検出開始時点の伝達特性の状態を推定する。このディフェクト検出開始時点の伝達特性の推定状態に基づいて、この推定状態を０に到達させるフィードフォワード信号を生成する。そして、ディフェクトが検出されていない場合は制御手段の出力によりアクチュエータを駆動し、ディフェクトが検出されている場合はフィードフォワード信号によりアクチュエータを駆動する。これにより、ディフェクトの検出遅れにより生じる光スポットの移動を完全に防止し、ディフェクト通過後の追従特性を大幅に改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照して、発明の実施形態を詳細に説明する。なお、発明の実施形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【００２０】
（第１の実施形態）
図２は、本発明の第１の実施形態による光ディスク装置の構成図である。図２に示す光ディスク装置は、制御機構１１を除く他の構成は従来の光ディスク装置と同様の構成となる。従って、以下の説明では、制御機構１１の構成及び動作について詳細に説明する。また、以下の説明では、トラッキング制御系について詳細に説明するが、フォーカス制御系、チルト制御系についても同様な構成で実現可能である。
【００２１】
図２に示すように、第１の実施形態の光ディスク装置は、光ディスク１と、光ディスク１を回転させるスピンドルモータ２と、光ディスク１に信号を読み書きするピックアップ３と、ピックアップ３で読み出された信号が入力される読み取り回路(読み取り装置)７と、読み取り回路７から出力されるトラッキング誤差信号Ｓ１が入力されるＡＤＣ９と、ＡＤＣ９で変換されたトラッキング誤差信号Ｓ２が入力される制御機構（制御手段）１１と、読み取り回路７からのＲＦ信号ＳＲＦが入力され、得られたディフェクト検出信号Ｓ７を制御機構１１に出力するディフェクト検出手段８と、制御機構１１から出力される駆動信号Ｓ８が入力されるＤＡＣ１０と、ＤＡＣ１０で変換された駆動信号Ｓ９が入力され駆動信号Ｓ９でピックアップ３を駆動する駆動回路１２’とから構成されている。
【００２２】
光ディスク１は、円周方向に図示しないトラックが螺旋状に形成されている。スピンドルモータ（ＳＰＭ）２は、上面が図示しないチャッキング機構により回転軸に固定された光ディスク１を回転駆動する。ヘッドを構成するピックアップ３は、図示しないレーザ光を射出する半導体レーザと、レーザ光を集光する対物レンズ４と、光ディスク１からの反射光を検出する受光素子５とからなり、このヘッドは対物レンズ４をトラッキング方向に移動するためのアクチュエータ６により駆動される。読み取り回路７は、図示しない位置検出用のセンサからなる位置検出手段（部）を有する。読み取り回路７では、ピックアップ３の検出出力に対し所定の信号処理を行って、図示しないフォーカシング方向の位置誤差信号であるフォーカシング誤差信号、トラッキング方向の位置誤差信号であるトラッキング誤差信号Ｓ１、光ディスク１からの反射光量に対応したレベルを有するＲＦ信号ＳＲＦ等を生成する。図１に示すように、ディフェクト通過に伴うＲＦ信号ＳＲＦのレベルは、ディフェクトに光スポットが達する時刻ｔ１から低下し、時刻ｔ２で所定値よりも小さくなる。ｔ１〜ｔ２がタイムラグとなる。ディフェクトにより所定値よりも小さくなったＲＦ信号ＳＲＦのレベルは、ディフェクトの終端に近づくに従って大きくなり、時刻ｔ３で所定値以上となる。この時刻ｔ３でディフェクトの終了が検出される。ｔ２〜ｔ３がディフェクト検出期間である。
【００２３】
ディフェクト検出手段８では、図１に示すようにＲＦ信号ＳＲＦと所定値とが比較され、ＲＦ信号ＳＲＦが所定値以下となった場合にディフェクト有りと検出される（時刻ｔ２）。ディフェクト検出信号Ｓ７は、Ｈレベルでディフェクト検出状態を指示し、Ｌレベルでディフェクトなしの通常状態を指示する。
【００２４】
制御機構１１は、Ａ／Ｄ変換器（ＡＤＣ）９でディジタル化したトラッキング誤差信号Ｓ２とディフェクト検出信号Ｓ７とを取り込み、ディジタル信号の駆動信号Ｓ８を出力する。このディジタル信号の駆動信号Ｓ８は、Ｄ／Ａ変換器（ＤＡＣ）１０でアナログ信号に変換され、駆動回路１２’に入力される。
【００２５】
図３に、第１の実施形態の制御機構１１の構成図を示す。制御機構１１は、制御フィルタ１２と、状態推定手段１３と、記憶手段１４と、フィードフォワード（ＦＦ）信号生成手段１５と、信号選択手段１６と、加算手段１７と、初期状態推定手段１８とからなる。それぞれの信号線には、次の信号が流される。Ｓ３は制御信号、Ｓ４は推定状態信号、Ｓ５は記憶した制御信号Ｓ３と推定状態信号Ｓ４、Ｓ６はＦＦ信号、Ｓ１０はディフェクト検出開始時点（ｔ２）の推定状態信号、ＳＲＲＯは周知のディスク回転同期外乱（ＲＲＯ）の補償信号である。制御機構１１は、ディジタル回路で構成される。なお、制御機構１１は、ＤＳＰ（デジタル・シグナル・プロセッサ）またはＣＰＵと記憶装置に格納したプログラムで構成してもよい。
【００２６】
制御フィルタ１２では、トラッキング誤差信号Ｓ２が取り込まれ、ラグリードフィルタ等のフィルタ処理が行われて制御信号Ｓ３が生成される。この制御信号Ｓ３は、信号選択手段１６に入力される。
【００２７】
信号選択手段１６では、ディフェクト検出信号Ｓ７に基づき、駆動信号Ｓ８に流す信号線を選択する。ディフェクト検出信号Ｓ７がＬレベルの通常状態の場合は、白丸側に繋がる制御信号Ｓ３が選択される。ディフェクト検出信号Ｓ７がＨレベルのディフェクト検出状態の場合は、黒丸側に繋がるＦＦ信号Ｓ６が選択される。
【００２８】
次に、状態推定手段１３について説明する。状態推定手段１３では、トラッキング誤差信号Ｓ２と駆動信号Ｓ８が入力され、駆動信号Ｓ８からトラッキング誤差信号Ｓ２までの伝達特性の状態が推定される。推定された状態は、推定状態信号Ｓ４として出力され記憶手段１４に入力される。状態推定手段１３では、駆動信号Ｓ８からトラッキング誤差信号Ｓ２までの伝達特性の状態が推定できればよく、例えば制御工学の分野で一般的な技術であるオブザーバを構成すればよい。以下、オブザーバの構成の一例を示す。図４に、図２に示す駆動信号Ｓ８からトラッキング誤差信号Ｓ２までのブロック線図を示す。ｕは駆動信号Ｓ８、ｙはトラッキング誤差信号Ｓ２、ω1はアクチュエータの共振角周波数、ζ1はアクチュエータの減衰比、Ｌ1は演算遅れ時間などを含めた等価遅れ時間、ωAAFはエリアシングを防ぐためのローパスフィルタのカットオフ角周波数、ｘ1はローパスフィルタの状態信号、ｘ2はアクチュエータの位置信号、ｘ3はアクチュエータの速度信号、ｘ4は等価遅れ要素の状態信号、Ｋ1はＤ／Ａ変換器ゲインなどを含めた入力ゲイン、Ｋ2はＡ／Ｄ変換器ゲインなどを含めた出力ゲイン、ｓはラプラス演算子である。図４を状態方程式で表現すると、数１となる。
【００２９】
【数１】
2006004532.tif 000003
【００３０】
ここで、ｔは時間である。
【００３１】
光ディスク装置はアクチュエータの駆動が電圧駆動となっており、ドライバ（駆動回路１２’）に大きな遅れがあるため、本実施形態ではこのドライバの遅れも含めた信号遅れ（図４中に等価遅れで示す）も考慮して等価遅れ要素の状態信号ｘ4を記憶することによって、より正確な補償を可能としている。また、必ず使用されるローパスフィルタ（図４中にローパスフィルタと記す）も考慮し、ローパスフィルタの状態信号ｘ1も記憶するようにしている。このように、本実施形態では、必要最小限な状態としてｘ1〜ｘ4を選択することによって、少ない記憶容量と演算量で従来よりも正確なＦＦ信号の生成を可能としている。
【００３２】
数１を離散化したときの離散時間状態方程式を数２とする。
【００３３】
【数２】
2006004532.tif 000004
【００３４】
ここで、ｋはサンプリング時刻である。
【００３５】
数２より、オブザーバは数３のように構成される。
【００３６】
【数３】
2006004532.tif 000005
【００３７】
ここで、Ｋ0はＡ−Ｋ0Ｃが安定になるように設計されたオブザーバゲインである。数３より、現サンプルにおける駆動信号ｕ［ｋ］（Ｓ８）、トラッキング誤差信号ｙ［ｋ］（Ｓ２）、および制御対象の状態ｘ［ｋ］から、次サンプルの制御対象の状態ｘ［ｋ＋１］が推定される。なお、計算開始時点の制御対象の状態ｘ［ｋ］には、例えば０を設定するなど、任意の値を設定すればよい。
【００３８】
次に、記憶手段１４について説明する。図５に、記憶手段１４の構成例を示す。記憶手段１４は、所定ビット数のそれぞれＭ個のレジスタで構成され、駆動信号ｕ［ｋ］（Ｓ８）と推定状態信号ｘ1［ｋ］〜ｘ4［ｋ］（Ｓ４）を記憶する。また、それぞれのレジスタは１〜Ｍの順にシフトするシフトレジスタとして機能する。ただし、これらの記憶およびシフト動作は、ディフェクト検出信号Ｓ７がＬレベルの通常状態の場合のみ行われる。すなわち、ディフェクト検出信号Ｓ７がＨレベルのディフェクト検出状態の期間は、新たな値の記憶とシフト動作は行われず、ディフェクト検出開始時点から遡ってそれぞれＭ個ずつの駆動信号ｕ［ｋ］（Ｓ８）と推定状態信号ｘ1［ｋ］〜ｘ4［ｋ］（Ｓ４）が保存される。
【００３９】
駆動信号ｕ［ｋ］（Ｓ８）と推定状態信号Ｘ1［ｋ］〜ｘ4［ｋ］（Ｓ４）を記憶するレジスタの個数Ｍは、駆動信号と推定状態信号がディフェクトの影響を受けていない時点から記憶可能な数に設定する。すなわち、記憶手段１４で記憶できる時間を、駆動信号と推定状態信号がディフェクトの影響を受けていない時点からディフェクト検出開始時点までの時間以上であるように設定する。レジスタの個数Ｍは、工場出荷前の試験結果に基づいて、記憶できる時間がタイムラグよりも大きくなるように設定する方法等が考えられる。
【００４０】
ここで、ディフェクト補償の難しさと初期状態推定手段１８の必要性について説明する。数２の離散時間状態方程式より、ディフェクト期間における状態遷移は図６のように表される。ただし、ディフェクト検出開始時点を０としている。ディフェクト期間中は、トラッキング誤差信号（ｙ［−Ｍ＋１］、…、ｙ［−１］、…）は誤った値となっている。タイムラグ中（ｔ１〜ｔ２）は、この誤ったトラッキング誤差信号に基づき駆動信号（ｕ［−Ｍ＋１］、…、ｕ［−１］、…）が計算されることになる。このため、この駆動信号（ｕ［−Ｍ＋１］、…、ｕ［−１］、…）によりアクチュエータが駆動されると、光スポットは追従位置から移動してしまうことになる。理想的なディフェクト補償としては、ディフェクト検出開始時点の状態ｘ［０］（光スポットが追従位置からどの程度移動しているかなど）を推定し、その推定した状態ｘ［０］をフィードフォワード補償で０にするような駆動信号（ｕ［０］、ｕ［１］、…）を設計できればよい。しかしながら、数３に示すようにオブザーバの計算にもトラッキング誤差信号を利用しているため、ディフェクト検出期間中のオブザーバは誤った状態を推定してしまうことになる。従って、制御工学の分野で一般的な技術である数３のオブザーバでは、ディフェクト検出開始時点の状態ｘ［０］を正確には推定できない。初期状態推定手段１８は、このディフェクト検出開始時点の状態ｘ［０］を正確に推定するものである。
【００４１】
次に、初期状態推定手段１８について説明する。数２と図６の状態遷移より、ディフェクトの影響を受ける前の状態ｘ［−Ｍ］とディフェクト検出開始時点の状態ｘ［０］との関係を求めると数４が得られる。
【００４２】
【数４】
2006004532.tif 000006
【００４３】
ここで、
【００４４】
【数５】
2006004532.tif 000007
【００４５】
数４のｘ［−Ｍ］とＵ0に乗じる行列は、実時間で演算することもできるし、それぞれ予め計算しておき、テーブルとして記憶しておくことも可能である。従って、数４により、ディフェクトの影響を受ける前の状態ｘ［−Ｍ］と駆動信号（ｕ［−Ｍ］、ｕ［−Ｍ＋１］、…、ｕ［−２］、ｕ［−１］）から、ディフェクト検出開始時点の状態ｘ［０］を推定することができる。ここで、ディフェクトの影響を受ける前の状態ｘ［−Ｍ］と駆動信号（ｕ［−Ｍ］、ｕ［−Ｍ＋１］、…、ｕ［−２］、ｕ［−１］）は、記憶手段１４から得ることができる。
【００４６】
図７に、ディフェクト検出開始時点における記憶手段１４の状態の一例を示す。タイムラグの時間を考慮して記憶手段１４に記憶する時間（レジスタ数Ｍ）を調節することにより、ディフェクトの影響を受ける前の推定状態信号ｘ1［ｋ］〜ｘ4［ｋ］（Ｓ４）を保存しておいてディフェクト検出開始時点で利用することができる。以上のように、初期状態推定手段１８では、記憶手段１４に記憶された駆動信号と推定状態信号すなわち図７で太線で囲んだ駆動信号と推定状態信号とが入力され、数４によりディフェクト検出開始時点の状態ｘ［０］が推定される。推定された状態ｘ［０］は、ディフェクト検出開始時点の推定状態信号Ｓ１０として出力されＦＦ信号生成手段１５に入力される。
【００４７】
次に、ＦＦ信号生成手段１５について説明する。ＦＦ信号生成手段１５では、ディフェクト検出開始時点の推定状態信号Ｓ１０が入力され、ディフェクト検出開始時点の状態ｘ［０］を０にするようなＦＦ信号Ｓ６が生成される。生成されたＦＦ信号Ｓ６は、信号選択手段１６に入力される。以下、ＦＦ信号Ｓ６の生成方法について説明する。数４と同様に、ただし、今度はディフェクト検出開始時点を基準にして、ディフェクト検出開始時点の状態ｘ［０］とＮステップ後の状態ｘ［Ｎ］との関係を求めると数６が得られる。
【００４８】
【数６】
2006004532.tif 000008
【００４９】
ここで、
【００５０】
【数７】
2006004532.tif 000009
【００５１】
状態ｘ［０］から出発してＮステップ後の状態ｘ［Ｎ］を０にするようなＦＦ信号（ｕ［０］、ｕ［１］、…、ｕ［Ｎ−２］、ｕ［Ｎ−１］）の一例は、数８のように得られる。なお、数８を数６に代入すれば、状態ｘ［Ｎ］が０になることは容易に確認できる。
【００５２】
【数８】
2006004532.tif 000010
【００５３】
ここで、
【００５４】
【数９】
2006004532.tif 000011
【００５５】
数９のＫfは、実時間で演算することもできるし、予め計算しておき、テーブルとして記憶しておくことも可能である。従って、数８により、ディフェクト検出開始時点の状態ｘ［０］から、この状態ｘ［０］をＮステップ後に０にするＦＦ信号（ｕ［０］、ｕ［１］、…、ｕ［Ｎ−２］、ｕ［Ｎ−１］）を求めることができる。なお、ディフェクト検出期間がＮステップ以上の場合、Ｎステップ以降のＦＦ信号は０にすればよい。
【００５６】
このように、ＦＦ信号生成手段１５はディフェクト検出開始時点の状態ｘ［０］から出発してＮステップ後の状態ｘ［Ｎ］を０とするようなＦＦ信号Ｓ６を出力する構成となっているので、Ｎを小さくすることによりディフェクト検出後速やかにＮステップ後の状態ｘ［Ｎ］を０にすることが可能である。しかしながら、ディフェクト検出後に急激に０にした場合、ピックアップ３が不安定となる場合もある。そこで、制御対象となるピックアップ３のアクチュエータ６や回路の等価遅れ等も勘案した時間に設定することにより、種々のディフェクト原因にも安定した制御を行うことが可能となる。よって、実際に使用するアクチュエータ６を用いて実験等で最適なＮの値を決定することが望ましい。ただし、本願発明では、ｘ1〜ｘ4の４次の方程式を用いる構成となっているので、少なくともＮは４以上となる。
【００５７】
なお、通常の光ディスク装置では、ディスク偏心などの影響で生じるディスクの回転に同期した外乱の補償信号が生成され、駆動信号に重畳されている。このディスク回転同期外乱の補償信号は、例えば制御工学の分野で一般的な技術である繰り返し制御や外乱オブザーバに基づいて生成されている。ディスク回転同期外乱の補償信号を本実施形態に適用する場合は、図３のＳＲＲＯの信号線にディスク回転同期外乱の補償信号を流せばよい。このディスク回転同期外乱の補償信号は、周知の回路を用いて生成する。
【００５８】
図８（ａ）はトラッキング誤差信号Ｓ２の波形図、図８（ｂ）は光スポット位置、図８（ｃ）は駆動信号Ｓ８の波形図である。また、図９（ａ）はトラッキング誤差信号Ｓ２の波形図、図９（ｂ）は光スポット位置、図９（ｃ）は駆動信号Ｓ８の波形図である。図８は、ディフェクト補償を行っていない場合である。すなわち、図３の構成図において、ディフェクトの有無に係わらずに駆動信号Ｓ８として制御信号Ｓ３を選択している場合に相当する。この場合、真のディフェクト期間になった直後から光スポット位置が追従位置（０）から大きく離れてしまい、ディフェクト通過後に追従性能が大きく劣化してしまっている。一方、図９は、本発明による図３の構成のディフェクト補償を行った場合である。本発明の場合、真のディフェクト期間になった直後に光スポット位置は追従位置（０）から一端離れるものの、ディフェクト検出信号によりディフェクトに突入したことを把握した直後に光スポット位置は追従位置（０）に復帰することができている。この効果により、ディフェクト通過後の追従性能の大幅な改善が達成されている。また、ディフェクト検出期間が終了した後も、所定の期間はＦＦ信号によりピックアップのアクチュエータを制御することによって、図９（ｃ）の矢印９２で示すように駆動信号Ｓ９の変動を低減でき、図９（ｂ）の矢印９１で示すように光スポット位置の追従性能の大幅な改善が達成されている。
【００５９】
なお、第１の実施形態では、トラッキング制御系について説明したが、フォーカス制御系、チルト制御系についても同様な構成で実現可能である。
【００６０】
また、第１の実施形態では、記録時及び再生時のいずれにも適用可能であるが、特に再生動作時に適用することによって顕著な効果を得られる。
【００６１】
（第２の実施形態）
図１０は、本発明の第２の実施形態による制御機構の構成図である。図１０は、図３から初期状態推定手段１８を削除した構成となっている。この他の図３との相違点は、ＦＦ信号生成手段１５の構成内容のみである。従って、以下の説明ではＦＦ信号生成手段１５について詳細に説明する。
【００６２】
以下、ＦＦ信号生成手段１５について説明する。ＦＦ信号生成手段１５では、記憶手段１４に記憶された駆動信号と推定状態信号とが入力され、ディフェクト検出開始時点の状態ｘ［０］を０にするようなＦＦ信号Ｓ６が生成される。生成されたＦＦ信号Ｓ６は、信号選択手段１６に入力される。以下、ＦＦ信号Ｓ６の生成方法について説明する。数４を数８に代入すると数１０を得ることができる。
【００６３】
【数１０】
2006004532.tif 000012
【００６４】
数１０のｘ［−Ｍ］とＵ0に乗じる行列は、実時間で演算することもできるし、それぞれ予め計算しておき、テーブルとして記憶しておくことも可能である。従って、数１０により、ディフェクトの影響を受ける前の状態ｘ［−Ｍ］と駆動信号（ｕ［−Ｍ］、ｕ［−Ｍ＋１］、…、ｕ［−２］、ｕ［−１］）から、ＦＦ信号Ｓ６を生成することができる。ここで、ディフェクトの影響を受ける前の状態ｘ［−Ｍ］と駆動信号（ｕ［−Ｍ］、ｕ［−Ｍ＋１］、…、ｕ［−２］、ｕ［−１］）は、記憶手段１４から得ることができる。すなわち、第１の実施形態では、ディフェクト検出開始時点の状態ｘ［０］を推定し、この推定状態ｘ［０］に基づいてＦＦ信号Ｓ６を生成していた。これに対して第２の実施形態では、ディフェクト検出開始時点の状態ｘ［０］の推定を行わずに、記憶手段１４に記憶された駆動信号と推定状態信号とから直接にＦＦ信号Ｓ６を生成することができる。
【００６５】
このような構成とすることによって、制御機構１１を簡易な構成とすることができる。
【００６６】
以上、本発明者によってなされた発明を、前記発明の実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記発明の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】ディフェクト検出タイミングの一例を示すタイミングチャートである。
【図２】本発明の第１の実施形態による光ディスク装置の構成図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の制御機構の構成の一例を示す構成図である。
【図４】伝達特性のブロック線図である。
【図５】記憶手段の構成の一例を示す構成図である。
【図６】状態遷移の一例を示すタイミングチャートである。
【図７】記憶手段の状態の一例を示す構成図である。
【図８】本発明の効果の一例を示す波形図である。
【図９】本発明の効果の一例を示す波形図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態の制御機構の構成の一例を示す構成図である。
【符号の説明】
【００６８】
１…光ディスク                          ２…スピンドルモータ
３…ピックアップ                        ４…対物レンズ
５…受光素子                            ６…アクチュエータ
７…読み取り装置                        ８…ディフェクト検出手段
９…Ａ／Ｄ変換器                        １０…Ｄ／Ａ変換器
１１…制御機構
１２…制御フィルタ                      １２’…駆動回路
１３…状態推定手段                      １４…記憶手段
１５…フィードフォワード信号生成手段    １６…信号選択手段
１７…加算手段                          １８…初期状態推定手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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